- •Задание 1 оценка погрешности и запись результатов экспериментальных исследований
- •Пример расчета
- •Обработка экспериментальных результатов
- •Использование электронных таблиц для обработки результатов экспериментов на примере ms excel
- •Расположение данных и отображение результатов
- •Расчеты
- •Использование встроенных функций
- •Пример расчета погрешности
- •Варианты индивидуальных заданий по математической обработке результатов исследований
Использование встроенных функций
В электронных таблицах MS Excel большое количество встроенных функций. Приведем правила написания некоторых из них:
Математическая функция |
Правила написания в MS Excel |
|x|(модуль) |
ABS(x) |
arcos х |
ACOS(x) |
arcsin х |
ASIN (x) |
arctg x |
ATAN(x) |
cos x |
COS(x) |
sin x |
SIN(x) |
ex |
ЕХР(x) |
ln x |
LN(x) |
lg x |
LOG10(x) |
tg x |
TAN(x) |
радианы —> градусы |
ГРАДУСЫ(х) |
|
КОРЕНЬ(x) |
градусы —> радианы |
РАДИАНЫ(х) |
ax |
СТЕПЕНЬ (a;x) |
Здесь х — адрес одной из ячеек таблицы или математическое выражение.
Кроме этого в электронных таблицах существует ряд функций, которые применяются сразу к нескольким ячейкам. Например, функция СУММ позволяет вычислить сумму значений, расположенных в нескольких ячейках одного столбца или строки. Функция СРЗНАЧ позволяет вычислить, соответственно, среднее значение по данным расположенным в нескольких ячейках одного столбца или строки.
Например, если данные, по которым необходимо вычислить среднее, расположены в столбце В, необходимо сначала выбрать (сделать активной) ячейку, в которою предполагается поместить результат. На рис. 9 искомое среднее значение будем располагать в ячейке В9.
Рис.9
Выберем в строке меню пункт «Вставка» и подпункт «Функция» (рис. 10,а).
В появившемся окне «Мастер функций» можно увидеть все встроенные в MS Excel функции (рис. 10,б). Они расположены по категориям (см. поле «Категория»). Функция СРЗНАЧ относится к категории «Статистические». Для выбранной функции в нижней части окна выводится пояснение о ее назначении. Выбрав нужную функцию, нажмите на кнопку «ОК».
Каждой встроенной функции соответствует определенное количество полей, которые необходимо заполнить, чтобы функция работала правильно, Это происходит в окне «Аргументы функции», которое появляется после того, как Вы выбрали функцию. Для функции СРЗНАЧ (в большинстве случаев) достаточно заполнить только одно поле «Число1» (рис. 10. в). Справа от этого поля расположен элемент управления в виде цветного квадрата. Этот элемент позволяет непосредственно в таблице указать ячейки, к которым нужно
Рис.10
применять данную функцию. После нажатия на этот элемент (цветной квадрат) окно «Аргументы функции» сворачивается до размеров поля «Число1», а данные в электронной таблице становятся хорошо видны. С помощью мыши охватите ячейки, по данным которых нужно вычислить среднее значение. Номера выбранных ячеек автоматически отобразятся в поле «Число 1». Если выбраны ячейки В2, ВЗ, ... В7, то в поле будет записано В2:В7 (рис. 10. г). После этого вновь нажмите на управляющий элемент в виде цветного квадрата, чтобы восстановить прежний вид окна «Аргументы функции», и нажмите кнопку «ОК» для завершения операции.
В результате (рис. 11) в ячейке В9 появится посчитанное среднее, а в строке формул:
=СРЗНАЧ(В2:В7)
Рис.11
Чтобы получить тот же результат, можно написать этот же текст в строке формул (вручную).
Аналогично используют функцию СУММ, вычисляющую сумму значений, расположенных в нескольких ячейках (рис. 12). В отличие от функции СРЗНАЧ функция СУММ относится к категории «Математические».
Ф
ункция
КВАДРОТКЛ
вычисляет сумму квадратов отклонений
от среднего для указанного набора
данных. Если в таблицу внесены данные,
соответствующие измерениям некоторой
величины
х,
то результат
применения
функции КВАДРОТКЛ
к этим данным эквивалентен вычислениям
по формуле
,
где
—
среднее арифметическое
значение
измеряемой
величины.
Данную
функцию можно найти в категории
«Статистические».
При обработке экспериментальных данных необходимо учитывать коэффициенты статистических распределений. В MS Excel имеется большое количество встроенных функций, позволяющих рассчитывать различные характеристики статистических распределений.
Рис.12
При расчетах погрешности экспериментальных результатов обычно применяют коэффициенты Стьюдента tαn Встроенная функция СТЬЮДРАСПОБР позволяет получить нужные коэффициенты для заданного числа степеней свободы N и вероятности р:
=СТЬЮДРАСПОБР (р\ N)
Если в расчетах погрешности используются экспериментальные данные п опытов, то число степеней свободы определяется как N= п - 1. Если для данной серии опытов известна доверительная вероятность α. то вероятность р= 1 - α. Тогда коэффициент Стьюдента для п опытов при доверительной вероятности α в MS Excel можно рассчитать следующим образом:
=СТЬЮДРАСПОБР (1 - α; n - 1)
Пример использования данной функции для 5 опытов при доверительной вероятности 0.95 (95%) приведен на рис. 13. Функция может быть вызвана как для фиксированных значений
=СТЬЮДРАСПОБР(1-0,95;5-1)
так и для значений, расположенных в ячейках таблицы. Если значение α. хранится в ячейке В8, а значение п хранится в ячейке В7, тогда тот же результат можно получить, записав
=СТЬЮДРАСПОБР(1-В8;В7-1)
Рис.13
